127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

Раздел 16 Импульсные источники питания

Основные импульсные схемы

Схемы с накачкой заряда

В схемах с накачкой заряда (Charge Pump) для увеличения или инвертирования входного напряжения используется конденсатор. Идеальный удвоитель напряжения изображён на Рис. 1.13.

Идеализированный удвоитель напряжения с накачкой зарядаРис. 1.13. Идеализированный удвоитель напряжения с накачкой заряда

Конденсатор, коммутация которого в схему осуществляется с помощью двух ключей, называется «летающим» (вероятно, потому, что попеременная работа этих ключей напоминает взмахи крыльев). Сначала «летающий» конденсатор заряжается через ключи, а затем он коммутируется в цепь нагрузки последовательно с источником питания, чтобы получить выходное напряжение, превышающее входное.

На Рис. 1.14 показан иной вариант расположения ключей, позволяющий на выходе схемы с накачкой заряда получать отрицательное напряжение, почти равное по абсолютной величине положительному входному.

Идеализированная схема с накачкой заряда и с инвертированием напряженияРис. 1.14. Идеализированная схема с накачкой заряда и с инвертированием напряжения

Схемы с накачкой заряда применяются обычно там, где не требуется большой ток, например в источниках напряжения смещения для интегральных схем и усилителей на полевых транзисторах. Они не способны обеспечивать высокие значения тока без использования конденсаторов большой ёмкости. На практике выходной ток ограничен величиной примерно 250 мА.
Умножители напряжения также являются разновидностью схем с накачкой заряда. На Рис. 1.15 показана типовая схема умножителя напряжения, управляемая двухтактным генератором прямоугольных импульсов. Здесь в качестве ключей, направляющих ток от генератора к выходному конденсатору, используются диоды.

Умножитель напряжения, управляемый прямоугольными импульсамиРис. 1.15. Умножитель напряжения, управляемый прямоугольными импульсами

 

 

 

 

 

На Рис. 1.16 изображена понижающая схема с накачкой заряда. Выходное напряжение здесь меньше, чем входное, за счёт изменения коэффициента заполнения.

Идеальная модель понижающей схемы с накачкой заряда
Рис. 1.16. Идеальная модель понижающей схемы с накачкой заряда

Схемы, представленные на Рис. 1.14 и Рис. 1.16, дают на выходе напряжение, которое по величине меньше входного. В выходной конденсатор может быть передана не вся энергия, накопленная в «летающем» конденсаторе. На процесс переключения влияет эквивалентное сопротивление схемы, которое зависит от частоты переключений, а также от относительных величин ёмкостей конденсаторов. На этом мы остановимся подробнее далее.

127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139